• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제49권10호
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• pp.693-700
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• 2000

A direct torque control algorithm for 3-level inverter-fed induction motors is presented. Conventional voltage selection methods provoke some problems such as stator flux drooping phenomenon and undersirable torque control appeared especially at the low speed operation. To overcome these problems, a proposed method uses intermediate voltage vectors, which are inherently generated in 3-level inverters. In the proposed algorithm, both subdivision of the basic switching sectors and applications of tntermediated voltages improve the low speed operation characteristics. This algorithm basically considers applications in which direct torque controlled induction motors are fed by 3-level inverters with low switching frequency around 500Hz. An adaptive observer is also employed to bring better responses at the low speed operation, by estimating some state-variables, motor speed and motor parameters which take a deep effect on the performance of the low speed operation. Simulation and experiment results verify effectiveness of the proposed algorithm.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제3권4호
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• pp.612-619
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• 2005

A robust adaptive speed sensorless induction motor direct torque control (DTC) using a neural network (NN) is presented in this paper. The inherent lumped uncertainties of the induction motor DTC system such as parametric uncertainty, external load disturbance and unmodeled dynamics are approximated by the NN. An additional robust control term is introduced to compensate for the reconstruction error. A control law and adaptive laws for the weights in the NN, as well as the bounding constant of the lumped uncertainties are established so that the whole closed-loop system is stable in the sense of Lyapunov. The effect of the speed estimation error is analyzed, and the stability proof of the control system is also proved. Experimental results as well as computer simulations are presented to show the validity and efficiency of the proposed system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.517-522
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• 2019

본 논문은 전동기 상수 추정 방법을 제안한다. 제안하는 기법은 전동기 전압방정식을 차동식 형태로 전개한 수식에 기반한다. 차동식 형태를 이용함으로써 전동기 상수 추정시 사용되는 전압 정보에 존재하는 크기 오차인 데드타임의 영향을 배제한다. 전동기의 상수값은 전동기 제어 성능 향상을 위해서 필요할 때가 있다. 예를 들면 DTC(Direct Torque Control) 제어 기법에는 토오크 및 자속 크기의 연산시 전동기의 상수를 알아야한다. 다른 예로서 예측제어의 경우 지령치 전압 생성을 위해서는 정확한 전동기의 상수 값의 정보가 필요하다. 전동기의 상수는 구동 환경에 따라 변동하는 값이므로 부정확한 전동기 상수 사용시 제어 성능의 저하를 가져온다. 따라서, 정확한 전동기 상수의 추정이 필요하다. 제안하는 기법에서 전압차동식에 기초하여 추정되는 전동기 상수는 RLS(Recursive Least Square) 기법에 의해 구해진다. 본 연구에서는 단순 수식에 의한 형태로 전동기의 상수를 추정하지 않고, RLS 알고리즘을 적용하여 노이즈에 강인하게 전동기 상수를 추정한다. 표면 부착형 영구자석 전동기의 제어시스템에 적용하여 제안하는 기법의 타당성을 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1046-1049
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• 2000

A direct torque control(DTC) based sensorless speed control system which employs a new closed loop flux observer is proposed. The flux observer is an adaptive gain scheduling observer where motor speed is used as the scheduling variable. Adaptive nature comes from the fact that the estimates of stator resistance and speed are included as observer parameters. Simulation results show that the proposed flux observer gives better control and estimation results than conventional flux estimator specially in low speed region.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.483-490
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• 2007

본 논문의 목표는 열차의 노선 운행을 모의하여 시뮬레이션 상에서 실제 열차 운행과 똑 같은 실험 결과를 얻을 수 있는 프로그램을 만들어, 이를 이용하여 구동 장치의 특성을 평가하고 에너지 절약에 대한 연구를 하는 것이다. 열차 주행 시뮬레이션은 실제 대전 지하철 노선 데이터를 이용하여 출발역에서부터 네 번째 정차역까지 구현한다. 열차의 구동 에너지를 절약하기 위한 전동기 제어 방식과 발전기의 회생 에너지에 관한 연구를 선택한다. 열차의 추진 장치는 (Space Vector Modulation)SVM - (Direct Torque Control)DTC로 구현된 M-G Set으로 구성하여 열차가 주행 시 전동기에서 소비되는 에너지와 제동 시 발전기에서 발생되는 회생 에너지를 Simplorer 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 한다. 시뮬레이션 결과를 통해 열차의 소비 에너지와 회생 에너지를 연구한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권5호
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• pp.1244-1255
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• 2015

This paper presents a new multi-machine robust control based on an electric differential system for electric vehicle (EV) applications which is composed of four in-wheel permanent magnet synchronous motors. It is based on a new master-slave direct torque control (DTC) algorithm, which is used for the control of bi-machine traction systems based on a speed model reference adaptive system observer. The use of an electric differential in the design of a new EV constitutes a technological breakthrough. A classical system with a multi-inverter and a multi-machine comprises a three-phase inverter for each machine to be controlled. Another approach consists of only one three-phase inverter for several permanent magnet synchronous machines. The control of multi-machine single-inverter systems is the subject of this study. Several methods have been proposed for the control of multi-machine single-inverter systems. In this study, a new master-slave based DTC strategy is developed to generate an electric differential system. The entire system is simulated by Matlab/Simulink. The simulation results show the effectiveness of the new multi-machine robust control based on an electric differential system for use in EV applications.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.4-6
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• 2006

본 연구에서는 열차 추진 장치 시스템에 엔진의 중심부를 모의할 수 있는 Simplorer의 프로그램을 개발하여 M-G Set으로 모사한다. 열차의 엔진부와 발전기 구동에서의 제어는 DTC(Direct Torque Control) 제어로 모사 하였다. M-G Set을 구성은 견인력 토크지령을 받아 엔진부에서 DTC제어를 하였고, 발전기 구동 부는 속도지령을 받는 DTC제어로 하여 추진 장치 성능시험설비 열차운행모의에 의한 전력 조류 해석, 소비 및 회생전력을 분석할 수 있도록 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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• pp.406-408
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• 2007

현재 국가물류 수송의 경쟁력 향상과 증가되는 교통수요에 부응하기 위해 경부 고속철도의 건설 등 철도의 고속화와 수송량 증대에 많은 관심과 투자가 이루어지고 있지만, 점점 상승하는 유가 에너지 비용에 대한 문제가 발생하고 있어 전기 철도차량의 개발이 시급하다. 본 논문은 Simplorer 프로그램을 이용하여 열차 추진 장치에 관한 연구와 추후 열차 회생 에너지에 관한 연구를 하기 위해 추진 장치를 M-G set으로 구성 하였고 모터는 SVM(Space Vector PWM)방식으로, 제너레이터는 DTC(Direct Torque Control) 방식으로 제어하였다.

• 한국자기학회지
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• 제27권1호
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• pp.9-17
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• 2017

다상 전동기는 기존의 3상 전동기와 비교하여 높은 신뢰성과 성능의 이점 때문에 고 신뢰성을 요하는 전장과 특수기기 분야에서 많은 관심을 갖고 있다. 본 연구에서는 다상 전동기들 중 5상 영구자석 동기 전동기를 이용하여 전동기 제어의 주요 변수인 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스를 수식을 통한 추정 방법을 다룬다. 최근 대부분의 고효율 구동 전동기들은 FOC(Field Orinted Control)와 DTC(Direct Torque Control) 제어를 이용하므로 전압 방정식에서 가장 중요한 인덕턴스를 정확하게 추정하는 것이 중요하다. 인덕턴스를 수식적으로 계산하기 위해서 본 연구에서는 WFT(Winding Function Theory)를 적용하였다. 계산된 인덕턴스의 결과 값의 타당성 유무를 확인하기 위하여 유한요소해석과 비교 하였으며 약 3%의 편차를 가지는 것을 확인하였다. 최종적으로 WFT를 이용하여 계산된 인덕턴스를 FOC와 DTC 제어에 필요한 값인 d축과 q축 인덕턴스로 변환하는 과정을 소개한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권1호
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• pp.125-134
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• 2014

This paper presents a robust and speed-sensorless stator flux estimation for induction motor direct torque control. The proposed observer is based on sliding mode approach. Stator electrical equations are used in the rotor orientation reference frame to eliminate the observer dependence on rotor speed. Lyapunov's concept for systems stability is adopted to confine the observer gain. Furthermore, the sensitivity of the observer to parameter mismatch is recovered with an adaptation technique. The nonlinearities of the pulse width modulation voltage source inverter are estimated and compensated to enhance stability at low speeds. Therefore, a new method based on the model reference adaptive system is proposed. Simulation and experimental results are shown to verify the feasibility and effectiveness of the proposed algorithms.